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新的腦細(xì)胞“清潔工”:星形膠質(zhì)細(xì)胞為阿爾茨海默病治療帶來可能

星形膠質(zhì)細(xì)胞的自噬可塑性增強(qiáng)了導(dǎo)致失智癥的物質(zhì)的清除和腦功能恢復(fù)的潛力。星形膠質(zhì)細(xì)胞是一種非神經(jīng)元細(xì)胞,是阿爾茨海默病治療的新靶點(diǎn)。

《EurekAlert》

9月30日

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(Korea Institute of Science and Technology,KIST)腦疾病研究小組的 Hoon Ryu 博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),與基礎(chǔ)科學(xué)研究所(Institute for Basic Scienc,IBS)所長(zhǎng) Justin C. Lee 以及波士頓大學(xué)(Boston University,BU)醫(yī)學(xué)院的 Junghee Lee 教授合作,發(fā)現(xiàn)了涉及星形膠質(zhì)細(xì)胞治療阿爾茨海默病(AD)的新機(jī)制,并提出了一種新的治療靶點(diǎn)

在這項(xiàng)研究中,研究人員揭示了星形膠質(zhì)細(xì)胞(大腦中的非神經(jīng)元細(xì)胞)中的自噬通路能夠清除阿爾茨海默病患者大腦中發(fā)現(xiàn)的毒性蛋白——β-淀粉樣蛋白(Aβ)寡聚體,并恢復(fù)記憶和認(rèn)知功能。研究結(jié)果發(fā)表在《分子神經(jīng)變性》(Molecular Neurodegeneration)雜志上。

研究于2024年7月23日發(fā)表在《Molecular Neurodegeneration》(最新影響因子:14.9)雜志上

阿爾茨海默病是老年失智癥的典型形式,當(dāng)毒性蛋白如 Aβ 在大腦中異常聚集和積累時(shí),會(huì)引發(fā)炎癥并損傷神經(jīng)元,從而導(dǎo)致神經(jīng)退行性病變。盡管科學(xué)界長(zhǎng)期以來一直關(guān)注星形膠質(zhì)細(xì)胞在清除神經(jīng)元周圍毒性蛋白中的作用,但其確切機(jī)制仍不清楚。

自噬(Autophagy)是細(xì)胞分解和回收自身組分以維持穩(wěn)態(tài)的過程。研究團(tuán)隊(duì)仔細(xì)研究了星形膠質(zhì)細(xì)胞中的自噬過程,并發(fā)現(xiàn)當(dāng)阿爾茨海默病患者大腦中毒性蛋白積累或發(fā)生炎癥時(shí),星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)自噬的基因來作出反應(yīng)。通過將這些自噬相關(guān)基因特異性地導(dǎo)入阿爾茨海默病小鼠模型的星形膠質(zhì)細(xì)胞中,研究人員觀察到受損神經(jīng)元的恢復(fù)。

這項(xiàng)研究表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬能夠減少 Aβ 聚集體(蛋白質(zhì)團(tuán)塊)并改善記憶和認(rèn)知功能。值得注意的是,當(dāng)在負(fù)責(zé)記憶的大腦區(qū)域——海馬體的星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)自噬相關(guān)基因時(shí),神經(jīng)病理學(xué)癥狀有所減輕。最重要的是,這項(xiàng)研究表明星形膠質(zhì)細(xì)胞的自噬可塑性參與了消除 Aβ 寡聚體(阿爾茨海默病病理的主要原因),從而為治療阿爾茨海默病提供了新的潛在治療途徑。

星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬可塑性的機(jī)制在阿爾茨海默。ˋD)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。當(dāng)星形膠質(zhì)細(xì)胞中的自噬調(diào)節(jié)基因(LC3B和SQSTM1)被激活時(shí),β-淀粉樣蛋白(Aβ)能夠被有效清除,這對(duì)于認(rèn)知功能的恢復(fù)至關(guān)重要

這項(xiàng)研究具有特別重要的意義,因?yàn)樗?strong>摒棄了阿爾茨海默病藥物開發(fā)中以神經(jīng)元為中心的傳統(tǒng)方法,而是將星形膠質(zhì)細(xì)胞(非神經(jīng)元細(xì)胞)確定為新的治療靶點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步探索能夠增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬功能以預(yù)防或減輕失智癥狀的藥物開發(fā),并將在不久的將來進(jìn)行臨床前研究。

(A) 阿爾茨海默。ˋD)患者腦組織中的星形膠質(zhì)細(xì)胞(GFAP)中自噬因子(LC3B,表現(xiàn)為藍(lán)色斑點(diǎn))的表達(dá)增加

(B) 阿爾茨海默病患者腦組織中反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增多,且自噬基因表達(dá)增加

(C) 在阿爾茨海默病患者腦組織中,已證實(shí)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增多與自噬基因表達(dá)增加之間存在相關(guān)性

Ryu 博士和第一作者 Suhyun Kim 博士評(píng)論道:“我們的研究結(jié)果表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬能夠修復(fù)失智大腦中的神經(jīng)元損傷并恢復(fù)認(rèn)知功能。我們希望這項(xiàng)研究能夠增進(jìn)我們對(duì)與自噬相關(guān)的細(xì)胞機(jī)制的理解,并為未來關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞清除廢物以及維持大腦健康的研究做出貢獻(xiàn)。”

創(chuàng)立于1966年的韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院

參考文獻(xiàn)

Source:Korea Institute of Science and Technology

New brain cell cleaner: astrocytes raise possibility of Alzheimer’s disease treatment

Reference:

Kim, S., Chun, H., Kim, Y. et al. Astrocytic autophagy plasticity modulates Aβ clearance and cognitive function in Alzheimer’s disease. Mol Neurodegeneration 19, 55 (2024). https://doi.org/10.1186/s13024-024-00740-w

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       原文標(biāo)題 : 新的腦細(xì)胞“清潔工”:星形膠質(zhì)細(xì)胞為阿爾茨海默病治療帶來可能

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